1、精準畜牧業(yè)的內涵
所謂精準畜牧業(yè),即結合精準農業(yè)的技術思想,對畜牧業(yè)生產進行定位、定時、定量的最優(yōu)化控制與管理,以達到經濟、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一,獲得經濟、環(huán)境等方面的最高回報。
精準畜牧業(yè)主要體現在以下幾個方面:畜種改良精準化,飼料生產精準化,養(yǎng)殖生產精準化,畜產品加工精準化及畜產品流通精準化。
2、發(fā)展精準畜牧業(yè)的意義
當前,我國畜牧業(yè)的發(fā)展正處在一個關鍵時期,內有人畜爭糧問題、畜產品安全問題、生態(tài)環(huán)境污染問題等方面的壓力,外有技術性的以及非技術性的國際貿易壁壘等方面的障礙。在這一系列問題下怎樣發(fā)展我國畜牧業(yè),專家學者們提出了許多不同的發(fā)展計劃和模式,如生態(tài)環(huán)保型畜牧業(yè)、福利型畜牧業(yè)、畜產品安全型畜牧業(yè)等等,但都比較片面,不能代表我國畜牧業(yè)發(fā)展的全部。從另一個角度來看,不管是生態(tài)型、福利型、畜產品安全型還是標準型,其核心思想無不圍繞“精準”二字,只不過側重點不同而已。如生態(tài)型畜牧業(yè)主要側重于生態(tài)環(huán)境的保護和畜牧業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,其實現途徑還是通過精準的飼養(yǎng)環(huán)境預警系統(tǒng)、糞便處理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等來加以實現:再如福利型畜牧業(yè)雖側重于適應國際貿易環(huán)境增強我國畜產品的市場競爭力,具體措施還需實行精準的飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、畜產品的運輸加工系統(tǒng),減少動物應激。因此只有“精準”才能準確全面地概括我國畜牧業(yè)的發(fā)展方向。
發(fā)展精準畜牧業(yè)是時代特點所決定的,是我國畜牧業(yè)的根本出路,也是適應我國國情和國際大環(huán)境的需要。
2.1飼料資源的短缺要求發(fā)展“精準”型畜牧業(yè)
隨著我國畜牧業(yè)的迅速崛起,“人畜爭糧”已成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的重大問題。因此,建立一套精準的飼喂系統(tǒng)(精準的畜禽環(huán)境控制、精準的投料、精準的飼料配方),減少浪費,開發(fā)新的資源,
減緩我國的畜糧壓力,勢在必行。
富通新能源銷售的飼料顆粒機、秸稈顆粒機是養(yǎng)殖戶們生產顆粒飼料很好的選擇。
2.2畜牧業(yè)“精準化”有助于提高畜產品品質,增強畜產品市場競爭力
隨著集約化飼養(yǎng)體系的逐漸完善,畜禽養(yǎng)殖規(guī)模正不斷擴大,但一系列弊端亦顯露出來,如飼養(yǎng)舍內有害氣體濃度、溫濕度等得不到有效控制,畜禽應激反應嚴重,肉蛋奶品質下降,藥物殘毒等,影響了我國畜產品的市場競爭力。加之來自國際動物福利組織及技術貿易壁壘的影響,致使我國畜產品的出口受阻。而通過建立精準化的飼養(yǎng)體系,實現對畜禽生存環(huán)境的自動控制,可有效減少應激,提高畜產品品質,應對國際“綠色”貿易壁壘。
2.3發(fā)展精準型畜牧業(yè)是保護生態(tài)環(huán)境、實現可持續(xù)性生態(tài)農業(yè)的需要
在“菜籃子”工程的推動下,我國畜牧業(yè)產值和畜禽養(yǎng)殖規(guī)模發(fā)生了巨大變化,大量外源性飼料等物質轉化為豐富的畜產品,但同時也產生了大量畜禽排泄物,破壞草地植被,給生態(tài)環(huán)保帶來了沉重的壓力。因此迫切需要采取有效的精準化畜牧業(yè)生產,進行多層次、多環(huán)節(jié)的綜合治理,變廢為寶,化害為利,保護生態(tài)環(huán)境。
2-4發(fā)展精準型畜牧業(yè)有利于市場的穩(wěn)定平衡
利用3S等時間空間信息采集技術和全國信息網絡系統(tǒng),通過全方位、多層次的控制我國畜牧業(yè)生產及畜產品的流通與銷售,可有效防止畜牧業(yè)生產的盲目性、無序性,保持畜產品及相關市場的繁榮穩(wěn)定。
2.5發(fā)展精準型畜牧業(yè)有助于提高勞動生產率,節(jié)省人力資源
精準化畜牧業(yè)由于其高度自動化、機械化的特點,大大減輕了工人的勞動強度,提高了生產效率。
3、精準畜牧業(yè)的發(fā)展現狀
3.1品種改良方面
美國肉牛研究專家Brethour教授用了近12年的時間致力于超聲波技術在家畜改良方面的研究。其研究內容:建立背脂方程式,確定背脂與大理石花紋肉的對應關系;確立最佳的屠宰日期;計劃通過超聲波預測小牛遺傳學上的潛能等。
以色列全國共有奶牛13萬頭,其中就有8.5萬頭牛的系譜、產奶量、發(fā)情配種、奶的質量、耐熱反應、衛(wèi)生防疫保健等都進入了電子計算機系統(tǒng),育種協(xié)會和農民隨時可獲得任意一頭牛的所有資料,這樣就大大促進了選育的準確性和進展速度。
3.2飼養(yǎng)管理方面
以色列的集約化養(yǎng)禽場,其溫度、濕度、增重、供給飼料、供水、拾蛋、光照等均由電腦控制,如發(fā)生障礙時,警報器便發(fā)出呼叫,以采取措施。美國奧林萬蛋雞養(yǎng)殖場采用封閉式自動化控制,室內設有調溫設備,糞便清除自動化,雞蛋的撿運采用履帶式運輸和機械自動包裝,先進快捷,蛋雞死淘率月平均為0.5%,全程低于10%,每只蛋雞平均產蛋280個,約17kg。
3.3飼料生產方面
ADM公司是美國最大的谷物加工企業(yè),飼料的加工過程自動化程度較高,成品采用大型包裝機一次完成,立體升降式成品庫按產品分類有序放置和管理,其飼料及添加劑生產有著嚴格的質量控制和檢驗標準。
3.4畜產品加工方面
隨著瘋牛病、瘦肉精、二噁英、蘇丹紅等一系列案例的出現,食品安全已成為全球普遍關注的問題。各國在畜產品加工方面更是嚴格把關,如美國提出了有關食品安全方面的HACCP計劃,并在逐步完善中。其中將輻射作為降低肉和家禽產品病原體水平的處理方法在37個國家批準使用。研究表明,電離輻射能顯著降低肉類食品里的各級病原微生物,如沙門氏菌,金黃色葡萄球菌,及各種寄生蟲,而且可保持原汁原味。
3.5動物尸體和糞便處理方面
目前,美國明尼蘇達州正進行一項氣味管理計劃,這一計劃通過動態(tài)的氣味信息技術及先進的生物過濾器、生物化學滌氣器、離子轉換、嫌氣氧化等措施以達到有效控制氣味擴散污染的目的。
3.6牧草種植方面
德國在大面積的牧草生產田里成功地應用了3S技術,如對土地精確定位,按肥力程度確定播種量和施肥量等。目前世界上已開發(fā)的全球定位系統(tǒng)(GPS)能夠快速方便地獲取高精度位置信息,尤其是差分定位系統(tǒng)(DGPS)的定位精度更是達到亞米級的水平,適時動態(tài)差分(RTK)能夠在野外適時得到厘米級的定位精度。而高光譜遙感技術,光譜分辨率可達到納米級水平,它可以很好地區(qū)分牧草的葉片生化成分、含量及其變化。
3.7其它方面
德國“環(huán)境研究”公司,通過采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)成功開發(fā)出犬全球定位跟蹤項圈,并實現了商業(yè)化。
可以看出,目前世界精準畜牧業(yè)在各國專家的努力下,已取得了一定成績,在部分地區(qū)實現了機械化作業(yè),但總體看仍處于發(fā)展的初期階段,各方面的技術研究范圍比較窄,未能形成系統(tǒng)的精準模式,離精準的要求還有很長一段距離。此外,各國畜牧業(yè)的精準化進程不一致,國際間的技術合作不夠。
4、我國發(fā)展精準型畜牧業(yè)的設想
精準畜牧業(yè)在國內已開始了這方面的研究工作,并取得了一定的進展。據報道,北京市飼料科學技術研究所與北京市糧食科學研究所聯(lián)合開發(fā)的9WAF-II型奶牛精準飼喂系統(tǒng)能夠自動識別奶牛個體,并根據個體需要投料,其個體識別率高達99%以上。胡肄農等對蛋雞規(guī);B(yǎng)殖場的自動監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究,實現了舍內溫度、濕度、光照及氨氣濃度的預警控制系統(tǒng)。在營養(yǎng)調控方面,市場上有許多配方軟件,但大都過于簡單,尚未考慮實現動態(tài)糾偏功能。目前我國畜牧業(yè)信息資源網絡平臺已初具雛形,基本實現了資源共享。但總體來說,我國精準化畜牧業(yè)還處在學習探路階段,自己的東西不多,缺乏相關技術領域人才的參與及資金的投入。
近期內,我國精準畜牧業(yè)宜在以下幾方面開展工作。
4.1建立一套適合我國國情的精準放牧系統(tǒng)
加強遙感技術(RS)的研究應用,在對地面光譜測量數據和采樣測試相關數據進行分析的基礎上,建立遙感數據與土壤狀況或作物物理化學參數(如葉面積指數、葉綠素含量、土壤特性等)之間的相關關系,結合草地植被生態(tài)生理過程間接獲取植物特性(植被冠層營養(yǎng)水平、籽粒、生物質產量、質量等信息)。建立一套決策支持系統(tǒng)(DSS)’.根據以地理信息系統(tǒng)為平臺的3S技術獲得的信息預測單位面積的草地植被長勢,判斷最佳放牧區(qū)域及每寸土地的最佳放牧時間,并根據草地沙化狀況,找出補救措施,如分區(qū)輪牧、動態(tài)施肥、保護野生優(yōu)良草種資源、補播草種、人工改造等。
4.2建立人工智能的育種改良系統(tǒng),加快育種改良進程
建立一套以模糊控制算法為核心的人工智能育種改良技術。由信息采集系統(tǒng)對全國各地奶牛及其后代的體征、生產性能等信息進行動態(tài)采集,然后將信息送往專家系統(tǒng),利用模糊邏輯理論推斷出最優(yōu)的雜交育種模式。
4.3實現精準化飼養(yǎng)
加快生態(tài)系統(tǒng)模擬和自動控制技術的研究開發(fā),實現養(yǎng)殖業(yè)的“精準”化。所謂生態(tài)模擬控制技術就是將養(yǎng)殖場或畜禽合作為一個生態(tài)單元,模擬自然生態(tài)系統(tǒng),采用電腦控制自動調節(jié)溫度、濕度和空氣質量,實行自動投料、飲水和產品分檢及運輸等自動控制技術。
4.4建立人工智能的精準配方師系統(tǒng)
即建立能夠不斷獲取外來信息,積累經驗,并可隨時改變策略,以得出最優(yōu)個體配方的智能系統(tǒng)。人工智能配方系統(tǒng)的建立需要3S等時間空間信息采集技術的支持。在知識庫的基礎上,通過先進的信息采集技術獲取個體的體況指數、采食量、排泄物的成分組成、個體行為等復雜信息,利用其高速的信息轉換能力和復雜計算能力,對上次的配方進行分析、校正,以制定出針對此個體的“精準”配方,并將獲得的信息及分析推理的結果貯存在知識庫中。
4.5加快3S技術在水產漁業(yè)上的應用
根據高光譜遙感高光譜分辨率特性,獲取水體中魚類資源信息,為合理地進行捕魚提供決策支持。利用遙感手段還可以對水域生態(tài)進行監(jiān)測,根據水體中葉綠素濃度分布、可溶性有機物等判斷水體富營養(yǎng)化程度,從而推斷人工養(yǎng)魚投料量的多少,實現人工養(yǎng)魚的自動投料控制。
4.6建立全國養(yǎng)殖大區(qū)周邊環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)
利用3S技術對全國各畜牧區(qū)周邊的大氣、水域、土壤等進行監(jiān)測,動態(tài)獲取空氣中氨氣、硫化氫等有害氣體含量,水體中氮、磷濃度及土壤中磷、亞硝酸鹽含量等反映環(huán)境受污染程度的一系列參數,并進行計算分析,對可能產生的不利影響及時發(fā)出警告,并給出相應的改善措施。
4.7建立一套精準的疾病防控系統(tǒng)
通過先進的數據采集技術,建立動物的體表特征及行為(如奶牛的抬蹄、豬的咬尾站姿等)與各種疾病的預兆關系,提前作好預防工作,將疾病扼殺在萌芽當中。